Lorsqu'on parle de champs électromagnétiques, on utilise inévitablement des notions techniques et physiques. Pour simplifier la tâche au lecteur, quelques notions générales sont expliquées ici.
Champ électrique
Champ électromagnétique
Champ magnétique
Champs
Fréquence
Fréquences extrêmement basses (FEB)
Fréquences intermédiaires (FI)
Intensité de courant
Longueur d'onde
Lumière infrarouge (IR)
Lumière ultraviolette (UV ou rayons UV)
Micro-ondes
Onde électromagnétique
Phase
Photons
Puissance
Radiofréquences (RF)
Rayonnement ionisant
Rayonnement non ionisant
Rayonnement optique
Rayons
Spectre électromagnétique
Tension électrique
Tension triphasée
Champ électrique, E
Les charges électriques génèrent un champ électrique. Ainsi, il existe un champ électrique autour de chaque prise. L'intensité du champ électrique diminue rapidement avec la distance par rapport à la source. Plus la tension est élevée dans les câbles, plus le champ électrique est important. Le champ électrique est mesuré en volts par mètre (V/m).
Champ magnétique, B ou H
Quand un courant passe dans les fils, lors de la consommation d'électricité (par exemple, quand une lampe est allumée ou que l'aspirateur fonctionne), les charges électriques se mettent en mouvement et génèrent ainsi un champ magnétique autour des câbles et de l'appareil (ce phénomène est appelé l'induction). L'intensité du champ électrique diminue rapidement avec la distance par rapport à la source. L'intensité du champ magnétique dépend de l'intensité de courant. Le champ magnétique est mesuré en teslas (T), mais les champs magnétiques dans notre environnement sont généralement si faibles qu’on les exprime en microteslas (1 microtesla =1 millionième de tesla, 1 µT = 0,000001 T).
Fréquence
La fréquence d’une onde électromagnétique est le nombre de crêtes d’onde qui passent un certain point par seconde. Un cycle par seconde équivaut à un hertz (Hz). Pour les hautes fréquences, on utilise les unités dérivées : kilohertz (1 kHz = 1.000 hertz), mégahertz (1 MHz = 1 million de hertz), gigahertz (1 GHz = 1 milliard de hertz).
Fréquences extrêmement basses (FEB)
Ainsi nomme-t-on les fréquences se situant entre 0 Hz et 300 Hz. Les lignes à hautes tensions et autres dispositifs électriques, les appareils électriques, les véhicules électriques, etc. sont des sources présentes dans notre environnement.
Fréquences intermédiaires (FI)
Il s'agit de fréquences entre 300 Hz et 100 Hz. Systèmes antivol et d'identification, par exemple, en sont des sources.
Intensité de courant
C'est la quantité de charges électriques qui passe par unité de temps. Elle est mesurée en ampère (A).
Longueur d'onde
La distance entre deux crêtes d'onde est la longueur d'onde (exprimée en mètres, millimètres, micromètres…). Plus la fréquence est élevée, plus la longueur d'onde est courte.
Lumière infrarouge (IR)
La lumière infrarouge (IR) est un rayonnement optique invisible dont la longueur d'onde est plus longue que la lumière visible. Dans le spectre électromagnétique, elle se situe juste en dessous de la lumière rouge, d'où le terme infrarouge. Selon la longueur d'onde, on distingue 3 types : IRA, IRB et IRC ou infrarouge proche, infrarouge moyen et infrarouge lointain. Nous ne pouvons pas voir l'infrarouge, mais nous pouvons le sentir comme une chaleur sur la peau. Bien qu'imperceptible, l'IR peut être nocif pour nos yeux.
Lumière ultraviolette (UV ou rayons UV)
La lumière UV est un rayonnement optique invisible dont la longueur d'onde est plus courte que celle de la lumière visible. Dans le spectre électromagnétique, l'ultraviolet se trouve juste à côté de la lumière violette, d'où le terme ultraviolet. Selon la longueur d'onde, on distingue 3 types de rayons UV : les UVA, les UVB et les UVC. Les UVA ont la longueur d'onde la plus longue, les UVC, la plus courte. Plus la longueur d'onde est courte, plus l'énergie du rayonnement est élevée et plus elle peut être nocive pour la peau et les yeux. Les UVB sont donc plus nocifs que les UVA. Les UVC sont encore plus nocifs que les UVB, mais il sont fort heureusement retenus par l'atmosphère.
Onde électromagnétique, champ électromagnétique
À très basses fréquences (par exemple 50 Hz), le champ électrique et le champ magnétique sont considérés comme distincts. À hautes fréquences, le champ électrique et le champ magnétique, indivisibles, sont désignés dans leur ensemble comme une onde électromagnétique ou un champ électromagnétique. Dans l'onde électromagnétique, la composante électrique et la composante magnétique se propagent dans l'espace perpendiculairement l'une par rapport à l'autre.
Fig 2
Phase
La phase exprime le retard d'une onde par rapport à une autre. La phase s'exprime en degrés ou en longueurs d'onde (1 longueur d'onde = 360°). Lorsque deux ondes sont simultanées, la différence de phase est nulle. Les ondes sont alors en phase. Si ce n'est pas le cas, elles sont déphasées. Lorsque la différence de phase entre deux ondes est égale à la moitié de la longueur d'onde (donc 180°), elles sont en opposition de phase. Deux ondes en opposition de phase s'annulent.
Fig. 4 Ondes en phase
Fig. 5 Ondes déphasées
Photons
Une onde électromagnétique transporte de l'énergie en petits groupements que l’on appelle les photons. Plus la fréquence est élevée, plus l'énergie photonique est grande.
Puissance
La puissance dépend à la fois de la tension et de l'intensité et reflète la consommation d'énergie par unité de temps. La puissance est exprimée en watts (W), c'est pourquoi on parle aussi du wattage d'un appareil. En pratique, on utilise également le milliwatt comme unité (1 milliwatt = 1 millième de watt, 1 mW = 0,001 W).
Radiofréquences (RF) et micro-ondes
Les ondes radio ont une fréquence entre 100 kHz et 300 GHz. Les micro-ondes font également partie des ondes radio. Les ondes radio sont utilisées pour la radiodiffusion et la télévision, les radars en aéronautique, les radars de contrôle routier, la téléphonie mobile, etc.
Haut
Rayonnement ionisant
Les photons riches en énergie sont capables de chasser les électrons des atomes et des molécules qu’ils rencontrent. Les atomes et les molécules sont alors chargés électriquement : c’est ce qu’on appelle l’ionisation. Les rayons X, les rayons gamma et une partie des rayons ultraviolets font partie du rayonnement ionisant (cf. aussi spectre électromagnétique).
Rayonnement non ionisant
Le rayonnement non ionisant reprend les ondes électromagnétiques dont l’énergie des photons est trop faible pour entraîner une ionisation. La lumière ultraviolette à basse fréquence, la lumière visible, les rayons infrarouges, les ondes radio, les champs électromagnétiques de fréquences intermédiaires et extrêmement basses (champs FI et FEB) font partie du rayonnement non ionisant. Les rayons électromagnétiques provenant de sources artificielles – électricité, fours à micro-ondes, GSM – se trouvent dans cette partie du spectre (cf. aussi spectre électromagnétique).
Rayonnement optique
Le rayonnement optique n'est pas seulement la lumière visible, c'est aussi la lumière UV et la lumière infrarouge. Même si nous ne pouvons pas voir les UV et les IR, ces lumières, si l'exposition est trop intense ou trop longue, peuvent être nocives pour nos yeux. Par ailleurs, le rayonnement optique peut aussi être nocif pour la peau.
Rayons/champs
En général, on utilise le terme rayons pour les hautes fréquences : dans ce cas, il y a un transfert d’énergie (flux d’énergie) dans l’espace. Pour les basses fréquences, le transfert d’énergie est insignifiant. C’est pourquoi on parle de champs, même si ce mot est également utilisé pour les hautes fréquences.
Haut
Spectre électromagnétique
Les ondes radio, la lumière infrarouge, la lumière visible, les rayons ultraviolets, les rayons X, les rayons gamma, etc. sont tous des ondes électromagnétiques. Seule leur fréquence varie : plus les ondes se succèdent rapidement, plus la fréquence est élevée. La fréquence détermine le type, les caractéristiques spécifiques et l’application des ondes électromagnétiques. Notre corps réagit différemment aux ondes de fréquences différentes. L’ensemble des ondes électromagnétiques s’appelle le spectre électromagnétique. Ce spectre reprend tant le rayonnement ionisant que non ionisant, suivant la fréquence et donc l’énergie photonique.
Fig. 3
Source : SPF Economie
Haut
Tension électrique
C'est la différence de potentiel entre deux points ou le travail qui doit être fourni pour faire passer la charge électrique d'un point à l'autre. La tension électrique est mesurée en volts (V). C'est la raison pour laquelle la tension est aussi appelée régulièrement voltage. Dans le cas de la haute tension, on utilise plutôt le kilovolt (1 kV = 1.000 volts).
Tension triphasée
Un générateur de centrale électrique comprend trois bobines séparées décalées de 120 ° l’une par rapport à l’autre dans l’espace. Puisque le générateur tourne toujours le long de ces bobines et passe devant elles successivement, les tensions produites n'atteignent pas leur maximum simultanément : les trois tensions sont déphasées de 120 °. D'où le terme triphasé.
Fig 1.
